中國儲能網訊：傳統(tǒng)電力系統(tǒng)支撐新能源高比例安全并網的消納能力、滿足用戶側多元化用能需求的互動能力、“源網荷儲”各環(huán)節(jié)高效運行的協(xié)同能力和電力與其他能源系統(tǒng)的互濟能力都需要進一步提升。
以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)到底“新”在何處？現有電力系統(tǒng)將面臨怎樣的變革和挑戰(zhàn)？哪些關鍵技術將為新型電力系統(tǒng)保駕護航？在2021年中國電機工程學會年會上，“新型電力系統(tǒng)”成為被頻繁提及的年度“熱詞”。
“變”在何處？
“為實現碳達峰、碳中和，預計中國能源綠色轉型將實現‘70/80/90’目標，即到2060年，電能消費比重達到70%，非化石能源消費比重達到80%以上，清潔能源發(fā)電比重達到90%?！敝袊姍C工程學會理事長、中國工程院院士、中國華能集團有限公司董事長舒印彪指出，屆時，在新型電力系統(tǒng)中，新能源將成為主體電源，發(fā)電量占比將達到60%。
舒印彪透露，根據中國工程院最新研究結果，到2060年，我國仍將保有一定比例的煤電和氣電，電量比重為10%左右，利用小時數將下降到約1500小時，裝機容量約為7億-8億千瓦?！盎谖覈哪茉刺匦?，這些化石能源發(fā)電裝機將發(fā)揮兜底保供、輔助和調節(jié)服務的作用，由此帶來的二氧化碳排放，需要依賴零碳、負碳技術進行中和?！?
除電源結構的變化外，國家電網有限公司總經理張智剛表示，與傳統(tǒng)電力系統(tǒng)相比，新型電力系統(tǒng)的用能模式、電網形態(tài)和運行機理也將發(fā)生重大變化?！霸谟媚芊绞缴希植际侥茉聪到y(tǒng)、虛擬電廠、具有V2G功能的電動汽車等交互式用能設施大量涌現，許多用戶側主體兼具生產者和消費者的雙重屬性；在電網形態(tài)上，大電網向交織流混連方向深入發(fā)展，微電網、分布式能源、儲能和局部直流電網等新的電網形態(tài)與大電網互通互濟、協(xié)調運行，形成以大電網為主導、各種電網形態(tài)相融并存的格局；在運行機理上，以機械電磁裝備為主的高轉動系統(tǒng)將演進為以電力電子裝備為主的低轉動慣量系統(tǒng)?！?
“難”在哪里？
面對一系列重大變革，中國能源建設股份有限公司總工程師張滿平坦言，當前，我國構建新型電力系統(tǒng)仍然面臨諸多困難?！耙环矫?，關鍵核心技術和裝備依舊受制于人，大規(guī)模新型儲能成本還比較高，電力系統(tǒng)的智能化基礎也不扎實；另一方面，適應新型電力系統(tǒng)的電力市場體系和電價機制還有待完善，嚴重的自然災害、網絡攻擊等非傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)安全問題日益凸顯?！?
張智剛也指出，針對電源、負荷的新特性，傳統(tǒng)電力系統(tǒng)支撐新能源高比例安全并網的消納能力、滿足用戶側多元化用能需求的互動能力、“源網荷儲”各環(huán)節(jié)高效運行的協(xié)同能力和電力與其他能源系統(tǒng)的互濟能力都需要進一步提升。
具體到源、網、荷、儲的不同環(huán)節(jié)，中國南方電網有限責任公司副總經理劉啟宏表示，在“源”測需要提供更加靈活的接入技術和接口方法；在“網”側需要建設更加快速的計算能力和調節(jié)手段；在“荷”側需要挖掘更加柔性的互動技術和工作渠道；在“儲”側則要實現更加高效的動態(tài)平衡和優(yōu)化條件。
“解”在何方？
重重挑戰(zhàn)待破，到底應該如何發(fā)力？
張智剛指出，針對新型電力系統(tǒng)所需的核心技術，目前仍需要加強科研攻關。例如，在系統(tǒng)安全穩(wěn)定方面，應重點加強新能源儲能主動響應、全電磁暫態(tài)仿真、安全防御及韌性提升等技術攻關，全方位提升電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定分析和控制能力；在電力電量平衡方面，則要重點強化平衡基礎理論和方法工具、大容量儲能、新能源功率準確預測等技術攻關，解決多時點尺度電力電量平衡難題；在能源電力深度脫碳方面， 需要聚焦高精度碳評估與計量、碳捕捉利用與封存等技術攻關，推動實現能源電力系統(tǒng)進行排放。
舒印彪認為，未來，新能源將與水電、核電、生物質發(fā)電、儲能、氫能等共同構成清潔能源供應體系，形成“廣泛互聯(lián)、智能互動、靈活柔性、安全可控”的新型電力系統(tǒng)，增加電力系統(tǒng)的彈性。
“其實，數字電網是承載新型電力系統(tǒng)的最佳形態(tài)?！眲⒑暾J為，數字電網通過“電力+算力”的融合，可以成為支撐新型電力系統(tǒng)建設運營服務的關鍵載體?！霸谀茉瓷a環(huán)節(jié)，新能源的隨機性、波動性和間歇性導致的新型電力系統(tǒng)復雜性和控制難度顯著增大。數字技術將增強新能源的可觀、可測、可控水平，促進新能源充分消納。在能源供給環(huán)節(jié)，調節(jié)和控制保護系統(tǒng)必須應對瞬息萬變的網絡變化和動態(tài)過程，急需探索數據驅動的新方法、新路徑。為此，可以借助超強的算力和算法，解決新型電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的基本問題。而在能源消費環(huán)節(jié)，數字技術可以不斷激發(fā)供需互動能力，成為建設現代供電服務體系的關鍵保障?！?
